專利名稱：高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療器械，特別是一種高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀。
背景技術：
根據人體呼吸生理可知肺通氣為外界空氣與肺泡之間的氣體交換。氣體進出肺取決于推動氣體流動的動力和阻止氣體流動的阻力。動力必須克服阻力，肺通氣才能進行。肺泡內的壓力稱為肺內壓。氣體進出肺是由于大氣壓和肺內壓的壓力差引起的， 大氣壓與肺內壓的壓力差成為肺通氣的直接動力。肺通氣的阻力可分為彈性阻力和氣道阻力。彈性阻力受肺彈性纖維的回縮力和肺泡表面張力的影響。氣道阻力受氣流形態、氣道管徑大小、氣流速度和肺容積的影響。研究患者肺通氣阻力的變化對呼吸疾病治療的轉歸很有意義。在呼吸過程中，呼吸肌為克服彈性阻力和非彈性阻力從而實現肺通氣所做的功稱為呼吸功。用力呼氣初期， 呼氣流量與用力程度有關，但到呼吸中后期，呼氣流量就取決于小氣道抵制周圍壓力保持通暢的能力，而與呼氣用力程度無關。呼氣時的肺內外壓差決定肺通氣的時間和通氣量的大小。呼吸系統病理改變時呼吸系統病理改變是按照粘液分泌量漸多、纖毛功能失調、氣流受限、肺過度充氣和通氣功能障礙的順序進行性發展，主要影響和破壞呼氣功能1、炎癥導致粘液分泌量增多、粘稠度增加，導致纖毛功能失調，使氣道內分泌物不能順暢排出，造成氣道狹窄或阻塞， 成為痰液堵塞。2、因氣道狹窄、氣道管壁增厚和彈性降低，造成氣流傳導性下降，呼氣流速下降；肺泡壁的破壞引起肺彈性回縮力減少，導致驅動呼氣的肺內壓下降，肺內外壓力差縮小，使小氣道維持開放的能力受損，肺排空減慢，小氣道提前關閉，使肺過度充氣，形成二氧化碳潴留，成為氣流受阻。3、痰液堵塞和氣流受阻的共同影響，導致呼氣時肺內外壓力差縮小，使呼氣時氣體流速受限而減慢，造成呼氣困難，反過來又進一步加重痰液堵塞和氣流受阻，形成惡性循環，最終因通氣量減少而成為通氣功能障礙，引致人體缺氧。患者因呼氣和排痰障礙始終無有效手段得到解決，所以病情總是在藥物和吸氧治療的同時，反反復復、遷延不愈、逐漸加重，導致患者咳、喘、憋、痰，異常痛苦，肺功能持續下降，病殘、病死率居高不下，而排氣排痰困難始終是世界醫學難題。通過上述病理改變分析可知在呼吸阻力增加的同時，如果在治療時不能從根本上順應和改變呼氣時的肺內外壓力差，即增加呼吸動力，則一切治療手段都會收效甚微。呼吸系統疾病治療轉歸的提出參見圖1 ；呼吸系統疾病以咳、喘、憋、痰等為主要癥狀表現，其病變的核心是通氣功能障礙， 根源是排氣排痰的動力不足，其治療一直是一個世界性的醫學難題。長期以來，很多治療手段違背呼吸生理和病理改變的特征及規律，早期治療無視“肺內外壓力差的改變”，只單純依靠藥理學理論來治療呼吸疾病，其治療結果往往是癥狀此起彼伏，最終無功而返時，才重視“肺內外壓力差的改變”，采用密閉正壓呼吸機進行搶救治療，但為時已晚。由于正壓呼吸機違背了人體呼吸生理和病理改變特征和規律(強制密閉加壓呼吸和缺少深層振蕩傳導)，因此只能用于搶救，而不能用于日常治療。呼吸疾病的治療是一個系統工程，必須按照呼吸生理和呼吸病理改變導致通氣功能障礙的規律進行對因順應治療，必須按照呼氣的肺內外壓力差決定肺通氣的規律實施治療，必須在肺通氣阻力增加時相應增加肺通氣動力，即在開放狀態下提高肺內外壓力差和遠程振蕩傳導，助力排氣排痰，才能扭轉患者通氣功能障礙和進行性不可逆轉的醫學定論。肺通氣動力須從兩個方面來完成1)因大氣壓是恒定的，只有通過高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀反向在肺外持續增加高強負壓，才能在呼氣時增大肺內外壓力差，降低氣道內壓力，從而延緩小氣道關閉時間，延長呼氣時間，有效將肺內高壓區中的小氣道和肺泡內的殘氣向肺外低壓區引流排出，即可提高呼氣流量，使肺內壓下降，從而在吸氣時更利于肺內形成負壓，以增大吸氣量；其科學之處在于，高強負壓在雙側鼻孔的開放狀態下，吸氣時可形成負壓氣流短路，從而不影響吸氣量。高強負壓引導和呼氣增速，還有助纖毛向上擺動，推進小氣道痰液加快排出，疏通氣道。2)高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀更為科學的是只有高強負壓與脈動的協同作用，才能實現振蕩氣流的遠程傳導，并在呼和吸的全程均傳導振蕩；脈動振蕩頻率以纖毛擺動的倍頻頻率，振動痰液剝離氣道，借助高強負壓和振蕩氣流，加速帶動痰液上行；振蕩氣流還可按摩氣道管壁，緩解氣道痙攣。高強負壓和脈動的雙重作用，可助殘氣和痰液的及時排出，有效疏通氣道、徹底消炎、改善通氣功能障礙和正常呼吸生理環境。高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀通過呼吸動力的創建，有效提高排氣排痰能力，才能實現呼吸系統疾病治療的轉歸。
發明內容
本發明的目的在于提供一種高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀。本發明可在患者鼻腔開放區形成高強負壓，增大肺內外氣壓差，高強負壓脈動振蕩氣流可直接作用于呼吸道， 幫助患者提高呼氣量和加強呼吸道深部的自主排痰功能，達到提高通氣量、疏通氣道、徹底消炎和清除通氣功能障礙的治療作用，從而逐步提升呼吸動力，保證痰液和氣體的正常流動，使患者的呼吸系統步入良性循環，逐步恢復呼吸系統的正常生理功能，這樣，就實現了呼吸功能的物理康復。本發明的目的是這樣實現的一種高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，包括電源及控制電路；電磁鐵、磁體、多氣室負壓氣泵A、多氣室負壓氣泵B、進氣口、出氣口、氣柜及外殼；其中，主體結構為電磁鐵同時聯動多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B，多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B均可獨立工作，多氣室負壓氣泵A的出氣口 A通過串連連接管與多氣室負壓氣泵B的進氣口 B串連起來，組成二級多氣室負壓氣泵，使進入Al氣室的初始負壓經過二級多氣室負壓氣泵后，進氣口 A負壓值多倍提高，同時噪音在兩個多氣室負壓氣泵和串連連接管中得到相互抵消，降低機械運動噪音。-所述的多氣室負壓氣泵的泵體為多氣室和小氣流孔相互連接，多氣室負壓氣泵 A中的Al氣室、A2氣室、A3氣室是相互獨立，彼此通過氣流孔相通，Al、A2、A3氣室之間連通的氣流孔上由單向閥做啟合覆蓋，產生脈動氣流，并分別與進氣口 A、皮碗A、出氣口 A相連接，共同組成多氣室的多氣室負壓氣泵A ；多氣室負壓氣泵B中的Bl氣室、B2氣室、B3氣室也是相互獨立，彼此通過氣流孔相通，Bi、B2、B3氣室之間連通的氣流孔上由單向閥做啟合覆蓋，產生脈動氣流，并分別與進氣口 B、皮碗B、出氣口 B相連接，共同組成多氣室的多氣室負壓氣泵B ；這種多氣室與小氣流孔連接的泵體結構和兩個泵體實現串連連通，使氣流負壓呈現穩定的遞增，并使氣流以脈動形式進行遠程傳導，可有效抵達呼吸道深部。-所述的多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B分別與氣柜通過緊固件和密封墊作密閉連接固定；帶動A2氣室氣流運動的皮碗A和帶動B2氣室氣流運動的皮碗B，分別與一體連接擺桿相連接，可通過一體連接擺桿實現兩個皮碗的同頻同步運動；一體連接擺桿可克服獨立擺桿不能同步運動所形成的機械運動噪音。-所述的二級多氣室負壓氣泵結構形成的高強負壓，使呼吸氣液難以冷凝結水，因此無須設置氣液分離裝置，可大大降低儀器氣柜初始高強負壓脈動在體外傳導中的氣容損耗，更易傳導至呼吸道遠端和小氣道阻塞部位。-所述的電磁鐵工作產生的負壓脈動振蕩氣流的波型為1/2正弦波波型，其流量為1500-5000ml/min，負壓為10_50kPa，振動頻率為 3000次/分。-所述的磁體為釹鐵硼。高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀為二級多氣室負壓氣泵，是將兩個獨立的多氣室負壓氣泵進行串連，使負壓脈動氣流經過兩級多氣室負壓氣泵循環加壓，可多倍提高負壓值，并使振動氣流的噪音在串連管道內互相抵消；同時兩個多氣室負壓氣泵的兩個皮碗處， 由一體連接擺桿連接帶動，氣流振動同頻同步，可使機械運動的聲源噪音降低，達到靜音的作用；二級多氣室負壓氣泵結構形成的高強負壓，使呼吸氣液難以冷凝結水，因此無須設置氣液分離裝置，可大大降低儀器氣柜初始高強負壓脈動在體外傳導中的氣容損耗，更易傳導至呼吸道遠端和小氣道阻塞部位，更加有效改善通氣和促進小氣道排痰，加快改善通氣功能障礙和呼吸功能康復，大大提高治療功效；同時此結構也使患者和醫護人員使用操作、 安裝和清洗極為簡便。由于有上述構造使得本發明高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀處于強檔進行治療時，可快速排出患者肺泡內殘氣和小氣道阻塞痰液，不必依賴藥物和吸氧，咳、喘、憋等癥狀即可快速緩解，呼吸功能很快得到恢復。
圖1 高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀結構示意圖；圖2 高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀的氣泵結構示意圖。圖中1-氣柜，2-多氣室負壓氣泵A，21-A1氣室，22-A2氣室，23-A3氣室，24-進氣口 A，25-出氣口 A，3-多氣室負壓氣泵B，31-B1氣室，32-B2氣室，33-B3氣室，34-進氣口 B，35-出氣口 B ；4-單向閥；5-皮碗A，6-皮碗B，7-—體連接擺桿，8-磁體，9-電磁鐵， 10-串連連接管，11-密封墊，12-緊固件，13-電源，14-控制電路，15-外殼。
具體實施例方式參見附圖1、附圖2:高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，包括電源13、控制電路14、電磁鐵9、磁體8、多氣室負壓氣泵A 2、多氣室負壓氣泵B 3、皮碗A 5、皮碗B 6、一體連接擺桿7、串連連接管10、密封墊11、緊固件12、單向閥4、氣柜1、外殼15構成。多氣室負壓氣泵A包括:A1氣室 21、A2氣室22、A3氣室23、進氣口 A 24、出氣口 A 25 ；多氣室負壓氣泵B包括Bl氣室31、 B2氣室32、B3氣室33、進氣口 B 34、出氣口 B35。通過控制電路輸出脈沖信號使電磁鐵工作，啟閉氣路產生的高強負壓脈動振蕩氣流，通過導管與患者鼻腔連通，對患者的呼吸系統進行排氣排痰的康復治療。所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，主體設計結構為主體設計結構為電磁鐵同時聯動多氣室負壓氣泵A 2和多氣室負壓氣泵B 3，多氣室負壓氣泵A 2和多氣室負壓氣泵B 3均可獨立工作，多氣室負壓氣泵A2的出氣口 A 25通過串連連接管10與多氣室負壓氣泵B 3的進氣口 B 34串連起來，組成二級多氣室負壓氣泵，使進入Al氣室21的初始負壓經過二級多氣室負壓氣泵后，進氣口 A 24的負壓值可多倍提高，同時噪音在兩個多氣室負壓氣泵和串連連接管10中得到相互抵消，降低機械運動噪音。這種高強靜音式的負壓脈動，可顯著提高患者排氣、排痰能力，增強患者的呼吸動力，加快呼吸功能的恢復，從而達到治療目的。同時，避免了單極負壓脈動氣泵帶來的噪音干擾，讓患者使用很方便，且感覺很舒適。所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，多氣室負壓氣泵的泵體為多氣室和小氣流孔相互連接。多氣室負壓氣泵A 2中的Al氣室21、A2氣室22、A3氣室23是相互獨立， 彼此通過氣流孔相通，Al、A2、A3氣室之間連通的氣流孔上由單向閥4做啟合覆蓋，產生脈動氣流，并分別與進氣口 A24、皮碗A 5、出氣口 A 25相連接，共同組成多氣室負壓氣泵A 2； 多氣室負壓氣泵B 3中的Bl氣室31、B2氣室32、B3氣室33也是相互獨立，彼此通過氣流孔相通，B1、B2、B3氣室之間連通的氣流孔上由單向閥4做啟合覆蓋，產生脈動氣流，并分別與進氣口 B 34、皮碗B6、出氣口 B 35相連接，共同組成多氣室負壓氣泵B 3。這種多氣室與小氣流孔連接的泵體結構和兩個泵體實現串連連通，使氣流負壓呈現穩定的遞增。所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀中多氣室負壓氣泵A 2和多氣室負壓氣泵B 3分別與氣柜1通過緊固件12和密封墊11作密閉連接固定；帶動A2氣室22氣流運動的皮碗A 5和帶動B2氣室32氣流運動的皮碗B 6，分別與一體連接擺桿7相連接，可通過一體連接擺桿7實現同頻同步運動。一體連接擺桿7可克服獨立擺桿不能同步運動所形成的機械運動噪音。所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，其中，由于高強負壓使氣流速度加快，使呼吸氣液難以冷凝結水，因此無須使用氣液分離裝置，這樣可減少氣容，大大降低儀器氣柜初始高強負壓脈動在體外傳導中的氣容損耗，氣流以脈動形式傳導，更易傳導至呼吸道遠端和小氣道阻塞部位，在呼吸道深部依然保持足夠的治療強度，更加有效改善通氣和促進小氣道排痰，改善通氣功能障礙和加快呼吸功能康復。此結構也使患者和醫護人員使用操作、安裝和清洗簡便。所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，電磁鐵工作產生的負壓脈動振蕩氣流的波型為1/2正弦波波型，其流量為1500-5000ml/min，負壓為10_50kPa，振動頻率為3000次/分。所述的磁體為釹鐵硼。所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，其中，在電磁鐵控制電路中，由控制電路輸出脈沖信號使電磁鐵工作，同時啟閉二級串連多氣室負壓氣泵，氣路分級遞增產生高強
6負壓脈動振蕩氣流。控制電路可設定強、中、弱各檔以控制負壓壓力和流量，適應患者的不同治療需要，還可設置定時功能和遙控功能，方便患者使用。由于本電磁鐵控制電路為成熟的現有技術，因而在此不詳細描述其工作原理。實驗表明當高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀處于強檔進行治療時，可快速排出患者肺泡內殘氣和小氣道阻塞痰液，不必依賴藥物和吸氧，咳、喘、憋等癥狀即可快速緩解， 呼吸功能很快得到恢復。綜上所述，本發明具有如下優點1、呼吸疾病的治療重在加快排氣和排痰，才能盡快恢復呼吸功能。高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀的治療原則為呼的好就能吸的好，通氣量增大才能不缺氧；排痰的速度必須快于分泌痰的速度；呼吸功能的恢復必須快于衰減速度。2、高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀應用的高強負壓脈動振蕩氣流，順應人體呼吸生理和病理改變特征，從增大呼氣時肺內外壓力差入手，即增強肺通氣動力，克服肺通氣阻力，使正常呼吸無須用力，使患者呼吸肌做功環境得到改善，避免患者因過大的體能消耗和呼吸肌疲勞而導致呼吸衰竭；可使呼吸道中的氣流處于持續振蕩中，可改變氣流運行方式， 將小氣道的層流氣體迅速轉變為湍流，實現徑向外流，從而大大提高小氣道和肺泡內氣體的排出速度，通過提高呼氣以糾正肺內低氧和二氧化碳潴留。3、通過高強負壓，反向在肺外增大負壓，才能增大肺內外壓力差，有效引導肺內氣體排出，降低氣道內壓力，從而延緩小氣道關閉時間，延長呼氣時間，自然可提高呼氣流量， 減少二氧化碳潴留；在吸氣時，使肺更易擴張而形成負壓，使吸氣更為輕松，并提高通氣交換量，有利于改善缺氧和促進血氧交換，恢復肺的順應性。高強負壓引導和呼氣增速，有助纖毛向前擺動，推進小氣道痰液加快排出疏通氣道，使通氣功能恢復正常。4、通過高強脈動，可振動痰液松動并與纖毛剝離，助力提高纖毛擺動速率和擺動效率，以加快痰液的運動和排出，達到疏通呼吸道和徹底消炎的功能，并可按摩氣管壁，以緩解氣道痙攣。5、負壓和脈動的雙重作用，可助殘氣和痰液的及時排出，有效疏通氣道、徹底消炎、改善通氣功能障礙和缺氧，創造順應呼吸系統正常生理功能環境，以達到呼吸疾病的徹底治療，真正實現呼吸系統疾病治療的轉歸高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀治療應用的負壓(10-50kPa)高效、脈動(3000次/分鐘)穩定，流量(1500-5000ml/min)適宜，靜音低噪，無須氣液分離裝置。6、本發明不會出現氣壓傷，不存在人機對抗，不會抑制自主呼吸，不會形成依賴， 無交叉感染和各種并發癥，患者易于接受。有效治療能量高，顯效快，科學、安全，可起到內外呼應的系統康復治療作用。7、本儀器使用、清洗、安裝簡便，適宜患者夜間睡眠時治療，有效避免因夜間呼吸暫停而造成猝死，適宜各類呼吸疾病不同階段和各年齡段患者的康復治療和預防保健，適于臨床應用和家庭應用。8、本發明與現有各種治療技術相比，安全、高效，即可治標又可治本，起到藥物、吸痰器、吸氧、呼吸機和低負壓脈動裝置等治療手段所無法起到的安全、快速、高效的治療作用。患者擺脫藥物和吸氧，即可避免病情反復和實現呼吸功能的恢復，又可縮短康復治療時間，為國家和個人節省大量醫療開支。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的方法及技術內容加以變更或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，包括電源及控制電路；其特征在于還包括 電磁鐵、磁體、多氣室負壓氣泵A、多氣室負壓氣泵B、進氣口、出氣口、氣柜及外殼；其中，主體結構為電磁鐵同時聯動多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B，多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B均可獨立工作，多氣室負壓氣泵A的出氣口 A通過串連連接管與多氣室負壓氣泵B的進氣口 B串連起來，組成二級多氣室負壓氣泵，使進入Al氣室的初始負壓經過二級多氣室負壓氣泵后，進氣口 A負壓值多倍提高，同時噪音在兩個多氣室負壓氣泵和串連連接管中得到相互抵消，降低機械運動噪音。
2.根據權利要求1所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，其特征在于所述的多氣室負壓氣泵的泵體為多氣室和小氣流孔相互連接，多氣室負壓氣泵A中的Al氣室、A2氣室、 A3氣室是相互獨立，彼此通過氣流孔相通，A1、A2、A3氣室之間連通的氣流孔上由單向閥做啟合覆蓋，產生脈動氣流，并分別與進氣口 A、皮碗A、出氣口 A相連接，共同組成多氣室負壓氣泵A ；多氣室負壓氣泵B中的Bl氣室、B2氣室、B3氣室也是相互獨立，彼此通過氣流孔相通，B1、B2、B3氣室之間連通的氣流孔上由單向閥做啟合覆蓋，產生脈動氣流，并分別與進氣口 B、皮碗B、出氣口 B相連接，共同組成多氣室負壓氣泵B ；這種多氣室與小氣流孔連接的泵體結構和兩個泵體實現串連連通，使氣流負壓呈現穩定的遞增，并使氣流以脈動形式進行遠程傳導，可有效抵達呼吸道深部。
3.根據權利要求1所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，其特征在于所述的多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B分別與氣柜通過緊固件和密封墊作密閉連接固定；帶動 A2氣室氣流運動的皮碗A和帶動B2氣室氣流運動的皮碗B，分別與一體連接擺桿相連接， 可通過一體連接擺桿實現兩個皮碗的同頻同步運動；一體連接擺桿可克服獨立擺桿不能同步運動所形成的機械運動噪音。
4.根據權利要求1所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，其特征在于所述的電磁鐵工作產生的負壓脈動振蕩氣流的波型為1/2正弦波波型，其流量為1500-5000ml/min，負壓為10-50kPa，振動頻率為3000次/分。
5.根據權利要求1所述的高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，其特征在于所述的磁體為釹鐵硼。
全文摘要
一種高強度負壓脈動呼吸疾病治療儀，包括電源及控制電路；其中，主體結構為電磁鐵同時聯動多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B，多氣室負壓氣泵A和多氣室負壓氣泵B均可獨立工作，多氣室負壓氣泵A的出氣口A通過串連連接管與多氣室負壓氣泵B的進氣口B串連起來，組成二級多氣室負壓氣泵，由控制電路輸出脈沖信號使電磁鐵工作，啟閉氣路產生高強負壓脈動振蕩氣流，并可通過導管連接鼻腔，在患者鼻腔開放區形成高強負壓，增大肺內外氣壓差，高強負壓脈動振蕩氣流可直接作用于呼吸道，幫助患者提高呼氣量和加強呼吸道深部的自主排痰功能。
文檔編號A61M16/00GK102441211SQ20101050555
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者陳實 申請人:陳實